为什么不是在顶面贴散热器

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了解热流路径是良好热设计的先决条件。如果你试图在没有热流的地方增加热量,那么你的期望就像你的设计技能一样无用。对我来说,模拟的真正价值在于它能够洞察所提出的设计的行为(这对于任何设计和任何行为的模拟都是如此)。一旦你理解了行为的真实物理,你就可以有能力以很高的成功率进行特定的增强。热验证有它的位置,但这个地方应该是热设计模拟应用的背后(或者,如果你想按时间顺序迂腐)。

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知道对于TO封装而言,大部分热流都会流入PCB,无论散热片是否在其顶部,我们都可以看看是否可以通过降低电路板的热阻来增加热流。这可以分为两部分。将封装的接头放在大铜垫上会将热量从封装散布到电路板的更大区域。然后,在该焊盘下方添加一系列通孔(用于热量目的)将有助于将热量传递到电路板内的扩散金属平面。

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从模拟的角度来看,我已经将通孔阵列建模为板的体积,其具有改进的平面和平面热导率值,根据该体积内Cu / FR4分布的知识计算。关键是通孔的热效应是穿过FR4,使穿平面导热率从0.3 W / mK增加到超过6 W / mK(取决于该区域通孔的数量)。更简单的定义和解决方法,如果您确定,可以根据需要对各个过孔进行建模。很高兴知道你有足够的时间这样做,你的老板也知道吗?

结果是结的温度上升超过环境的一半。不错。通过查看热通量矢量可以看出PCB内部热量的额外扩散。您可以看到热量穿过介电层并在金属层中扩散。无论是在顶部还是底部,都可以将热量传递到更宽的表面,然后空气可以将其吹走。

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为什么不再往前走?既然热量已经到达PCB的底部,那么通过将我们原来的散热器放在电路板的下面,看看会发生什么,可以进一步增加热流路径?

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结果是温度进一步降低了一半。在设计过程的概念或架构阶段使用模拟可以导致设计中的这种根本改进。在这个过程的后期,它要困难得多,即使挤出几个额外的辍学也是非常困难的。整个设计已经详细说明,去除蠕动空间并留下模拟好不过我们的朋友验证(“它太热了吗?”)。

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基于仿真的方法可以深入了解设计和设计变体,从而节省您在寻找具有成本效益的散热解决方案方面的时间和金钱。没有它,本研究中存在使用非常大,昂贵且位置不佳的散热器的风险。我确信妻子必须多次对丈夫说过:“这不是你所拥有的,而是你如何使用它”。

2013年7月5日,Ross-on-Wye。

笔记:

看作者写了这么多,真是佩服。总结就是有些器件到顶部的热阻小,而有些器件到肚子的热阻小。对于这种到底部热阻小的器件,在PCB上增加via提高PCB法向导热率,会更有效。

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